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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
双弱层烧变岩边坡失稳模式研究
  • 作者

    李伟

  • 单位

    煤炭科学技术研究院有限公司安全分院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院)

  • 摘要

    为了研究露天煤矿双弱层烧变岩边坡失稳模式,采用FLAC3D数值模拟,分析了边坡破坏变形特征,建立边坡力学模型;全面考虑烧变岩体、地下水对边坡稳定性的影响和软弱夹层对边坡的控制作用,基于极限平衡法推导不同力学条件下边坡滑移破坏模式。模拟结果显示:上部弱层控制区域岩体及后缘烧变岩体在水平方向位移较大,变形速度较快,塑性变形明显,沿下部弱层带存在塑性区,其控制区域岩体变形速度有所增大。力学分析结果表明:边坡稳定性受上部弱层控制时,上部岩体沿上部弱层移动变形,后缘烧变岩体拉裂破碎推动岩体发生顺层剪切破坏;边坡受下部弱层控制时,岩体沿下部弱层滑移,后缘拉裂,边坡发生沿下部弱层的剪切破坏;后缘拉裂面垂直高度达到两弱层间距时,拉裂面位于上部弱层下方,边坡稳定性同时受到上下2个弱层控制;若上部弱层之上岩体被拉裂,拉裂岩体随两弱层之间岩体变形移动;上部弱层之上岩体保持稳定,则两弱层之间变形岩体滑移与上部岩体分离;上部弱层之上岩体整体失稳,则坡顶处烧变岩体拉裂破碎,两弱层之间岩体沿下部弱层剪切失稳,上部弱层之上岩体整体随下部岩体变形移动。以大南湖二矿南端帮为工程实例,代入力学参数得到上部岩体安全系数为0.942,处于失稳状态,下部岩体安全系数为1.070,处于滑移临界状态,考虑两弱层控制区域岩体之间的相互影响,坡体发生上下两弱层控制下的阶段式滑移-拉裂失稳。 

  • 关键词

    双弱层边坡边坡稳定性边坡破坏模式极限平衡数值模拟

  • 基金项目(Foundation)
    中国煤炭科工集团有限公司科技创新创业资金专项资助项目(2019-ZD004)
  • 文章目录

    1 双弱层坡变形破坏数值模拟分析

    2 双弱层边坡滑动模式力学分析

        2.1 双弱层控制边坡稳定性力学分析

        2.2 边坡滑动模式分析

    3 算例分析

        3.1 工程概况

        3.2 上部弱层控制下的坡体滑动形成机制

        3.3 坡体滑移演变失稳过程

    4 结语

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